Экстракция

Назначение и сущность процесса

Сущность процесса экстракции заключается в избирательном извлечении ароматических углеводородов, содержащихся в ароматизированном бензине, селективным растворителем.

В качестве растворителя на данной установке применен смешанный экстрагент, состоящий из водного раствора триэтиленгликоля (ТЭГ) и сульфолана.

триэтиленгликоль

сульфолан

Процесс экстракции осуществляется в жидкой фазе в противоточном экстракторе колонного типа.

Растворимость углеводородов в экстрагенте увеличивается в следующем порядке:

алканы ® циклоалканы ® алкены ® ароматические углеводороды

Растворимость углеводородов одного гомологического ряда уменьшается с увеличением молярной массы.

Для повышения селективности экстрагента и снижения его вязкости в процессе применяется его водный раствор.

Рекомендуемые режимы экстракции ароматических углеводородов на смесевом экстрагенте:

§ Весовое соотношение «растворитель: сырьё» 5 - 7: 1;

§ Подача рисайкла 80÷120 % об. на сырьё.

Так как смесевой экстрагент не является идеальным растворителем, то в условиях процесса наряду с ароматическими углеводородами в нём частично растворяются нафтеновые и парафиновые углеводороды.

Для обеспечения необходимого качества получаемых индивидуальных ароматических углеводородов необходимо получать экстракт, содержащий минимальное количество нафтено-парафиновых углеводородов, желательно не более 0,2 % масс.

Для обеспечения этого условия в процессе осуществляется рециркуляция высокоароматизированного продукта (рисайкла), который выводится с верха колонны для отпарки ароматических углеводородов из насыщенного растворителя и после конденсации, охлаждения и отстоя подаётся в нижнюю часть экстрактора.

Факторы, влияющие на процесс экстракции

Основными факторами, влияющими на процесс экстракции, являются температура в экстракторе К-101, содержание воды в растворителе, кратность циркуляции растворителя, давление в экстракторе, соотношение подаваемого рисайкла в экстрактор к сырью, количество подаваемой воды в нижнюю часть отпарной колонны для регенерации насыщенного растворителя.

1. Температура.

При повышении температуры растворяющая способность экстрагента возрастает, а селективность снижается. При понижении селективности увеличивается количество рисайкла, подаваемого в экстрактор. Снижение температуры приводит к снижению растворяющей способности растворителя, что может быть компенсировано увеличением кратности циркуляции растворителя.

2. Содержание воды в растворителе.

Для снижения температуры низа отгонной колонны смешанный экстрагент должен содержать некоторое количество воды. Это необходимо для создания условий, при которых происходит кипение экстрагента и его полная регенерация от ароматических углеводородов при температуре, ниже температуры кипения чистого растворителя. Установлено, что оптимальное содержание воды в растворителе от 3 до 8 % масс.

Повышение содержания воды снижает растворяющую способность растворителя, что может быть компенсировано увеличением циркуляции. Селективность растворителя с увеличением содержания воды повышается. Концентрация воды в экстрагенте зависит от температуры и давления внизу отпарной колонны.

Во всех случаях снижения селективности растворителя увеличивается количество рисайкла.

3. Кратность циркуляции растворителя.

Принятая в проекте кратность циркуляции экстрагента (отношение растворитель: сырьё) 5 - 7: 1 обеспечивает высокое извлечение ароматики от потенциала. Уменьшение циркуляции растворителя приводит к потере ароматических углеводородов с рафинатом. Завышение соотношения растворитель: сырьё приводит к увеличению количества рисайкла, к повышению количества воды, подаваемой на отпарку, увеличению затрат пара и электроэнергии.

4. Давление.

Поддержание давления на определенном уровне обеспечивает проведение процесса экстракции в жидкой фазе при температуре процесса. При снижении давления происходит вскипание сырья, что приводит к уменьшению контакта сырья и растворителя и, в конечном счёте, к снижению степени извлечения ароматики из катализата.

5. Соотношение рисайкл: сырьё.

Подача рисайкла в нижнюю часть экстрактора обеспечивает повышение концентрации ароматических углеводородов в насыщенном растворителе, выводимом из экстрактора. Помимо этого в рисайклинговой зоне колонны происходит замещение в насыщенном растворителе относительно тяжелых неароматических углеводородов более легкими, которые легче отделяются от экстракта в К‑102 и затем в К‑107.

Заниженное соотношение рисайкл: сырьё приводит к увеличению содержания неароматических углеводородов в экстракте и ухудшению качества товарных продуктов, особенно бензола.

Завышение соотношения рисайкл: сырьё приводит к увеличению энергозатрат и потерям ароматических углеводородов с рафинатом.

6. Подача воды на отпарку в колонну К-102.

Подача воды в нижнюю часть отпарной колонны производится с целью облегчить выделение рисайкла и экстракта из насыщенного растворителя, поддержания оптимальной концентрации воды в растворителе. Завышенное количество воды, подаваемое на отпарку, приводит к повышенному расходу греющего пара.